东南大学模电实验报告模拟运算放大电路
东南大学模拟电路实验报告(三)
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电子电路实践第三次实验实验名称:单极低频放大电路(基础)院(系):电气工程专业:电气工程及自动化姓名:学号:实验室: 104 实验时间:2013年11月6日评定成绩:审阅教师:实验三单级低频电压放大电路(基础)一、实验目的1、掌握单级放大电路的工程估算、安装和调试;2、了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法;3、掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法,深化示波器、稳压电源、交流电压表、函数发生器的使用技能训练。
二、实验原理实验原理图三、预习思考1、器件资料:上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册,画出三极管封装示意图,标出每个管脚的2、 偏置电路:教材图1-3中偏置电路的名称是什么,简单解释是如何自动调节BJT 的电流I C 以实现稳定直流工作点的作用的,如果R 1、R 2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用,为什么? 答:共发射极偏置电路。
共发射极偏置电路。
利用12,R R 构成的分压器给三极管基极b 提供电位B U ,又1BQ I I ,基极电位B U 可近似地由下式求得:212B CC R U V R R ≈⋅+当环境温度升高时,)(CQ EQ I I 增加,电阻E R 上的压降增大,由于基极电位B U 固定,加到发射结上的电压减小,BQ I 减小,从而使CQ I 减小,通过这样的自动调节过程使CQ I 恒定,即实现了稳定直流工作点的作用。
如果12,R R 取得过大,则1I 减小,不能满足12,R R 支路中的电流1BQ I I 的条件,此时,BQ V 在温度变化时无法保持不变,也就不能起到稳定直流工作点的作用。
3、 电压增益:(I) 对于一个低频放大器,一般希望电压增益足够大,根据您所学的理论知识,分析有哪些方法可以提高电压增益,分析这些方法各自优缺点,总结出最佳实现方案。
[VIP专享]东南大学模拟电路实验报告(一)
模拟电路实验报告实验一模拟运算放大电路(一)电气工程学院学号姓名地点104任课教师团雷鸣日期2013.10.23-2013.10.24得分_____________一、实验目的1. 了解运算放大器的基本工作原理,熟悉运放的使用。
2. 掌握反向比例运算器、同向比例运算器、加法和减法运算及单电流放大等电路的设计方法。
3. 学会运用仿真软件Multisim设计电路图并仿真运行。
4. 学会连接运算放大电路,正确接线与测量。
5. 复习各种仪器(数字示波器、万用表、函数发生器等)的使用。
二、实验原理。
1.集成运算放大器是一种电压放大倍数极高的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
2.基本运算电路几种典型的运算电路如下同相放大电路反相放大电路减法电路加法电路三、预习思考。
1、设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,将设计过程记录在预习报告上;设计思路:由题意,要使|AV|=10,Ri>10KΩ,所以取RF/R1=10,R1、R2、R4、RF 均大于10 KΩ,R1=R2=20 KΩ,RF=200 KΩ,R4=100 KΩ2.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>100KΩ,将设计过程记录在预习报告上;设计过程:由题意,要使|AV|=11,Ri>100KΩ,则R3=110 KΩ,R2=100 KΩ,RF=1.1MΩ,于是,1+R4/R3=11。
3.设计一个电路满足运算关系VO= -2Vi1+ 3Vi2利用差分放大电路U0=(1+R4/R1)(R3/(R2+R3))Ui2-(R4/R1)Ui1可得R4=2*R1;R2=0;R3=R1;如上图,取R1=R3=1 KΩ,RF=2KΩ,即可使VO= -2Vi1+ 3Vi2。
东南大学模电实验运算放大器的基本应用
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号:610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。
二、预习思考1.查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
其中分压电路由100kΩ的电位器提供,与之串联的510Ω电阻起限流的作用。
3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
三、实验内容1.基本要求内容一:反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。
图1.1 反相输入比例运算电路LM324 管脚图1)图1.1 中电源电压±15V,R1=10kΩ,RF=100 kΩ,RL=100 kΩ,RP=10k//100kΩ。
按图连接电路,输入直流信号Ui 分别为-2V、-0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同Ui 时的Uo 值,列表计算Au 并和理论值相比较。
东南大学模拟电子线路实验报告运算放大器的基本应用
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电路与电子线路实验Ⅱ第一次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:工科试验班姓名:学号:实验室: 电工电子中心103实验组别:同组人员:实验时间:2019年4月11 日评定成绩:审阅教师:了解运放的基本特性,以运放构成的同相比例放大电路为例,研究运算放大器的转换速率和增益带宽积性能。
二、 实验原理1. 实验一 同相比例放大电路根据运算放大器基本原理及性质,可得00u u i i +-+-====11o F i u R u R =+ 2. 实验二 减法电路的设计3211231(1)F F o R R Ru u u R R R R =+-+ 3. 实验三 波形转换电路的设计1O i u u dt RC=-⎰1.实验内容(补充实验):(1)设计一个同相输入比例运算电路,放大倍数为11,且 RF=100 kΩ。
输入信号保持Ui=0.1Vpp不变,改变输入信号的频率,在输出不失真的情况下,并记录此时的输入输出波形,测量两者的相位差,并做简单测出上限频率fH分析。
/°图像14.032.042.647.9(b )(c )实验结果分析: 由上表可得,当*0.1*110.778O U AuU V === 时,输出波形已经失真,此时fH=78.86kHz ,φ=47.9°,可以看出相位差与理论值45°存在较小差距,基本吻合。
(2)输入信号为占空比为50%的双极性方波信号,调整信号频率和幅度,直至输出波形正好变成三角波,记录该点输出电压和频率值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析(这是较常用的测量转换速率的方法)。
(a )双踪显示输入输出波形图(c ) 实验结果分析:7.84/0.501/1/(32*2)dV SR V s V s dt μμ===由SR 的计算公式可得SR ≈0.5V/μs ,与理论值近似(3)将输入正弦交流信号频率调到前面测得的fH,逐步增加输入信号幅度,观察输出波形,直到输出波形开始变形(看起来不像正弦波了),记录该点的输入、输出电压值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析,并和手册上的转换速率值进行比较。
201x东南大学模电实验1运算放大器的基本应用
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第1 次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号:610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。
二、预习思考1.查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义。
增益带宽积(GBW) 1.2MHz 增益带宽积是用来简单衡量放大器的性能的一个参数。
这个参数表示增益和带宽的乘积。
转换速率(Slew Rate)0.5V/us 运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。
极限参数最大差模输入电压32V差模输入电压的最大值最大共模输入电压28V共模输入电压的最大值最大输出电流60mA输出电流的最大值最大电源电压30V电源电压的最大值2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
其中分压电路由100kΩ的电位器提供,与之串联的510Ω电阻起限流的作用。
3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
三、实验内容1.基本要求内容一:反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。
【VIP专享】东南大学模拟电路实验报告(一)
模拟电路实验报告实验一模拟运算放大电路(一)电气工程学院学号姓名地点104任课教师团雷鸣日期2013.10.23-2013.10.24得分_____________一、实验目的1. 了解运算放大器的基本工作原理,熟悉运放的使用。
2. 掌握反向比例运算器、同向比例运算器、加法和减法运算及单电流放大等电路的设计方法。
3. 学会运用仿真软件Multisim设计电路图并仿真运行。
4. 学会连接运算放大电路,正确接线与测量。
5. 复习各种仪器(数字示波器、万用表、函数发生器等)的使用。
二、实验原理。
1.集成运算放大器是一种电压放大倍数极高的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
2.基本运算电路几种典型的运算电路如下同相放大电路反相放大电路减法电路加法电路三、预习思考。
1、设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,将设计过程记录在预习报告上;设计思路:由题意,要使|AV|=10,Ri>10KΩ,所以取RF/R1=10,R1、R2、R4、RF 均大于10 KΩ,R1=R2=20 KΩ,RF=200 KΩ,R4=100 KΩ2.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>100KΩ,将设计过程记录在预习报告上;设计过程:由题意,要使|AV|=11,Ri>100KΩ,则R3=110 KΩ,R2=100 KΩ,RF=1.1MΩ,于是,1+R4/R3=11。
3.设计一个电路满足运算关系VO= -2Vi1+ 3Vi2利用差分放大电路U0=(1+R4/R1)(R3/(R2+R3))Ui2-(R4/R1)Ui1可得R4=2*R1;R2=0;R3=R1;如上图,取R1=R3=1 KΩ,RF=2KΩ,即可使VO= -2Vi1+ 3Vi2。
东南大学模拟电路实验报告(二)
c)当R1=1 kΩ、RL为1 kΩ,输入电压Vi为0.5V、1V和3V时,计算负载电阻RL的取值范围。
Vi=0.5VRl≤27 KΩ
Vi=1VRl≤13 KΩ
Vi=3VRl≤3.7 KΩ
4、设运算放大器为双电源供电,最大输出电压为±VOM,试根据精密全波整流电路的原理,推导图10-2的传输特性曲线,写出推导过程并画出传输特性曲线。
答:当输入Vi>0时,二极管D1导通,D2截止,故V0l=Vn=Vi,运放A2为差分输入放大器,由叠加原理知V0=-2R/2R*Vi=-vi+2*vi=vi。当输入Vi<0时,二极管D2导通,D1截止,此时,运放A1为同相比例放大器,V0l=vi(1+R/R)=2Vi,同样由叠加原理可得运放A2的输出为V0=V0l(-2R/R)+Vi(1+2R/R)=-Vi,故最后可将输出电压表示为
三、预习思考题
1、根据29页实验内容1的指标要求设计电路并确定元件参数。
a)设计原理图
b)设计过程
选取R1=1 kΩ,C=1uF,R3=100kΩ,R2=1kΩ,R4=10kΩ。
2、在积分器实验中,若信号源提供不出平均值为零的方波,能否通过耦合电容隔直流?若能的话,电容量怎样取?
答:可以,选取较大的电容,电容通交流阻直流,可阻碍其直流成分
11mV
7.05V
1V
1.48V
-1.42V
100Hz
20mV
1.42V
10mV
15.2mV
-16.0mV
100Hz
0.6mV
16.8mV
1.精密半波整流输入、输出波形图——有效值为5V
2.精密半波整流输入、输出波形图——有效值为1V
东南大学模拟电路实验报告(七)
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电子电路实践第七次实验实验名称:比较器电路院(系):电气工程专业:电气工程及自动化姓名:学号:实验室: 104 实验时间:2013年12月4日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1、熟悉常用的单门限比较器、迟滞比较器、窗口比较器的基本工作原理、电路特性和主要使用场合;2、掌握利用运算放大器构成单门限比较器、迟滞比较器和窗口比较器电路各元件参数的计算方法,研究参考电压和正反馈对电压比较器的传输特性的影响;3、了解集成电压比较器LM311的使用方法,及其与由运放构成的比较器的差别;4、进一步熟悉传输特性曲线的测量方法和技巧。
二、实验原理三、预习思考1、用运算放大器LM741设计一个单门限比较器,将正弦波变换成方波,运放采用双电源供电,电源电压为±12V,要求方波前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的1/10,请根据LM741数据手册提供的参数,计算输入正弦波的最高频率可为多少。
左右,计算可得输答:查询LM741的数据手册,可得转换速率为0.5V/us,电源电压为10V出方波的最大上升时间为40us,根据设计要求,方波前后沿的上升下降时间不大于半个周期的1/10,计算可得信号的最大周期为800us,即输入正弦波得到最高频率为1.25KHZ.2、画出迟滞比较器的输入输出波形示意图,并在图上解释怎样才能在示波器上正确读出上限阈值电平和下限阈值电平。
答:Ch1接输入信号,ch2接输出信号,两通道接地,分别调整将两个通道的零基准线,使其重合。
用示波器的游标功能,通道选择ch1,功能选择电压,测出交点位置处电压即对应上限和下限阈值。
3、查阅LM311的数据手册,列表记录其主要参数,并做简单解释。
4、完成必做实验和选做实验的电路设计和理论计算。
答:1)LM741构成单门限电压比较器:仿真图像如图2)LM311构成单门限电压比较器:仿真图像如下:3)迟滞电压比较器:仿真图像如下:四、实验内容1、单门限电压比较器:用LM741构成一个单门限电压比较器,基准电平为0V,要求输出高低电平为±6V,供电电压为±12V,输入频率为1KH Z的正弦波,用示波器观察输入、输出信号波形,并用坐标纸定量记录(提示:可以使用稳压管)。
2016东南大学模电实验1运算放大器的基本应用
2016东南大学模电实验1运算放大器的基本应用东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号: 610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。
二、预习思考1.查阅 LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义。
LM324参值单含义数位直流参数输入失调电压(Vos) (Offset Voltage ) 3 mV一个理想的运放,当输入电压为0时,输出电压也应为0。
但实际上它的差分输入级很难做到完全对称。
通常在输入电压为0时,存在一定的输出电压。
输入偏置电流(Input bias current) -2nA输入偏置电流保证放大器工作在线性范围,为放大器提供直流工作点。
输入失调电流(Input offset current) 5nA在电流反馈运放中,输入端的不对称特性意味着两个偏置电流几乎总是不相等的。
这两个偏置电流之差为输入失调电流。
温度漂移(Offset Drift) 7uV/°C由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因,因此也称零点漂移为温度漂移,简称温漂。
共模抑制比(CMRR) 8dB放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比,称为共模抑制比。
东南大学信息学院电子线路模电实验七报告运算放大器及应解读
实验七运算放大器及应用电路一、仿真实验1、运放基本参数①电压传输特性图 3. 电压传输特性仿真电路由仿真实验曲线得,该运放的直流电压增益为 99.5987k 思考:答:A. 当输入差模电压为 0时, 输出电压为 -3.3536V; 当输出电压为 0时,输入电压为②输入失调电压图 4. 输入失调电压仿真电路表 7-1:R1=1 kΩ, R2=10 Ω表 7-2:R1=10 kΩ, R2=100 Ω表 7-3:R1=100 kΩ, R2=1 kΩ有三次仿真结果估测,失调电压约为33.3285μV思考:答:运放的输出电阻并非无穷大, 当外接电阻阻值很大, 分压会变大, 所以应该尽量选取阻值较小的电阻,确保运放工作在理想状态。
③增益带宽积(单位增益带宽GBP图 5. 增益带宽积仿真电路GBP=70.6257×9.9440k=702.30196k思考:最高增益为 GBP/f=702.30196k/100k 约等于 7 ④转换速率(压摆率 S R图 7. 转换速率仿真电路a.由仿真曲线得,转换速率(压摆率 S R =497.0387k V/sB.1k Hz 时:10 k Hz 时:有明显失真。
思考:答:w 小于等于 S R /Vom =497.0387k V/s ÷10V =49.7 k Hz2、运放构成的应用电路①反相放大器图 9. 反相放大器 10 Hz 时:100 Hz 时:1k Hz 时:思考:答:a. 不一样,运放内部有电容,容抗受频率影响,故输出电压幅度不一样。
b. 略小于 180°,非理想运放。
②电压转换电路图 11. 运放构成的电压转换电路a.b.③整流电路图 12. 运放构成的整流电路 100mV:10mV:1mV:思考:答:运放非理想,输入振幅较小时,电流较小。
保持R1,R2的比例不变。
二、硬件实验图13. 运放构成的脉冲宽度调制(PWM电路1、正峰值:(V Z+V ONR6/R1负峰值:(V Z+V ONR6/R12、周期:T=4R2R6C1/R13、稳压管电压6.5V,R2=33千欧,R6=46千欧4、5、调制信号为直流电压,最后一级为单线电压比较器,输出电压占空比随门限发生相应变化,亮灯亮度不同。
东南大学模电实验报告模拟运算放大电路
东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称: 模拟电路实验第 一 次实验实验名称: 模拟运算放大电路(一) 院 (系): 专 业: 姓 名:学 号:实 验 室: 实验组别: 同组人员: 实验时间: 评定成绩: 审阅教师:实验一 模拟运算放大电路(一)一、实验目的:1、 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
2、 熟练掌握运算放大电路的故障检查与排除方法,以及增益、传输特性曲线的测量方法。
3、 了解运放调零与相位补偿的基本概念。
二、实验原理:1、反向比例放大器反馈电阻R F 值一般为几十千欧至几百千欧,太大容易产生较大的噪声及漂移。
R 的取值则应远大于信号源v i 的内阻。
若R F = R ,则为倒相器,可作为信号的极性转换电路。
2、电压传输特性曲线F V R A =-R双端口网络的输出电压值随输入电压值的变化而变化的特性叫做电压传输特性。
电压传输特性在实验中一般采用两种方法进行测量。
一种就是手工逐点测量法,另一种就是采用示波器X-Y方式进行直接观察。
示波器X-Y方式直接观察法:就是把一个电压随时间变化的信号(如:正弦波、三角波、锯齿波)在加到电路输入端的同时加到示波器的X通道,电路的输出信号加到示波器的Y通道,利用示波器X-Y图示仪的功能,在屏幕上显示完整的电压传输特性曲线,同时还可以测量相关参数。
具体测量步骤如下:(1) 选择合理的输入信号电压,一般与电路实际的输入动态范围相同,太大除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件;太小不能完全反应电路的传输特性。
(2) 选择合理的输入信号频率,频率太高会引起电路的各种高频效应,太低则使显示的波形闪烁,都会影响观察与读数。
一般取50~500Hz 即可。
(3) 选择示波器输入耦合方式,一般要将输入耦合方式设定为DC,比较容易忽视的就是在X-Y 方式下,X 通道的耦合方式就是通过触发耦合按钮来设定的,同样也要设成DC。
(4) 选择示波器显示方式,示波器设成X-Y 方式,对于模拟示波器,将扫描速率旋钮逆时针旋到底就就是X-Y 方式;对于数字示波器,按下“Display”按钮,在菜单项中选择X-Y。
东南大学-信息学院-2018-电子线路-模电实验八报告
东南大学模拟电子电路实验实验报告学号姓名2018年 6 月6 日实验名称运算放大器及应用电路成绩【背景知识小考察】考察知识点:迟滞比较器在图3-8-12所示迟滞比较器中,若v I和V REF位置对调,请写出迟滞比较器的两个门限电压表达式,并画出传输特性。
【一起做仿真】一、运放基本参数1. 电压传输特性根据仿真结果给出LM358P线性工作区输入电压范围,根据线性区特性估算该运放的低频电压增益A v d0。
图3-8-14 电压传输特性仿真电路仿真设置:Simulate → Analyses →DC Sweep, 设置需要输出的电压。
LM358P线性工作区输入电压范围:-109.7444μV~162.6198μV。
运放的直流电压增益Avd0=99.5896k。
当输入差模电压为0时,输出电压等于多少?若要求输出电压等于0,应如何施加输入信号?为什么?答:输入差模电压为0时,输出电压=-3.3536V ;要使输出电压等于0,应使V +=33.6712μV 。
原因:在运放的线性工作区内,此题中可认为差模电压与输出电压成正相关,设输出电压为Y ,输入电压(即输入差模电压)为X ,线性比例系数K 。
因此可认为满足以下关系:Vk K B X Y V B V Y X BX K Y μ6712.335986.993536.3-03536.33536.30≈===-=⇒-==+⋅=,所以要使。
,时,当2. 输入失调电压当R1=1 k Ω, R2=10 Ω, 进行直流工作点仿真,并完成表3-8-1。
当R1=10 k Ω, R2=100 Ω, 进行直流工作点仿真,并完成表3-8-2。
当R1=100 k Ω, R2=1 k Ω, 进行直流工作点仿真,并完成表3-8-3。
图3-8-15 输入失调电压仿真电路表3-8-1:R1=1 k Ω, R2=10 Ω表3-8-2:R1=10 kΩ, R2=100 Ω表3-8-3:R1=100 kΩ, R2=1 kΩ根据上述仿真结果,给出运放的的输入失调电压V IO。
东南大学 信息学院 电子线路 模电实验四报告 -差分放大器 word版
实验四差分放大器姓名:学号:实验目的:1.掌握差分放大器偏置电路的分析和设计方法;2.掌握差分放大器差模增益和共模增益特性,熟悉共模抑制概念;3.掌握差分放大器差模传输特性。
实验内容:一、实验预习根据图4-1所示电路,计算该电路的性能参数。
已知晶体管的导通电压V BE(on)=0.55, β=500,|V A|=150 V,试求该电路中晶体管的静态电流I CQ,节点1和2的直流电压V1、V2,晶体管跨导g m,差模输入阻抗R id,差模电压增益A v d,共模电压增益A v c和共模抑制比K CMR,请写出详细的计算过程,并完成表4-1。
图4-1. 差分放大器实验电路表4-1:I CQ(mA)V1(V)V2(V)g m(mS)R id(kΩ)A v d A v c K CMR1 8.2 8.2 38.5 20.3 -261.8 -3.4 38.5二、仿真实验1. 在Multisim中设计差分放大器,电路结构和参数如图4-1所示,进行直流工作点分析(DC 分析),得到电路的工作点电流和电压,完成表4-2,并与计算结果对照。
表4-2:I CQ(mA)V1(V)V2(V)V3(V)V5(V)V6(V)0.997565 8.219 8.219 1.998 2.647 2.548仿真设置:Simulate → Analyses → DC Operating Point,设置需要输出的电压或者电流。
2. 在图4-1所示电路中,固定输入信号频率为10kHz,输入不同信号幅度时,测量电路的差模增益。
采用Agilent示波器(Agilent Oscilloscope)观察输出波形,测量输出电压的峰峰值(peak-peak),通过“差模输出电压峰峰值/差模输入电压峰峰值”计算差模增益A v d,用频谱仪器观测节点1的基波功率和谐波功率,并完成表4-3。
表4-3:1 10 20输入信号单端幅度(mV)A v d-239.23 -229.25 -208-24.021 -5.417 -0.474基波功率P1(dBm)-91.635 -52.095 -40.529二次谐波功率P2(dBm)-96.405 -41.272 -25.723三次谐波功率P3(dBm)仿真设置:Simulate →Run,也可以直接在Multisim控制界面上选择运行。
最新东南大学-信息学院--电子线路-模电实验五六报告
东南大学模拟电子电路实验实验报告学号姓名2018年5月19日实验名称频率响应与失真&电流源与多级放大器成绩【背景知识小考察】考察知识点:放大器的增益、输入输出电阻和带宽计算在图3-5-2所示电路中,计算该单级放大器的中频电压增益A v=-38.59,R i= 10.94kΩ,R=15k。
复习放大器上下限频率概念和计算方法。
图3-5-2电路中,电容oCC2和CE1足够大,可视为短路电容。
具有高通特性的电容CC1和输入电阻R决定了电路i的f L=1/(2πR i CC1);低通特性的电容C1和输出电阻决定了电路的f H=1/(2πR O C1)。
根据图中的标注值,将计算得到的f L、f H和通频带BW,填入表3-5-1。
图3-5-2.晶体三极管放大器频响电路注:为了计算方便,决定该电路高低频的电容CC1和C1远大于晶体管的自身电容。
因此计≈1.43V,R=≈14.29kΩ77=≈1.16μAr+(1+β)R E1cV=31.73dBωL =1≈914.08rad/s 2ππ⋅R,⋅C1算过程中,晶体管电容忽略不计。
计算过程:已知实验二中参数:β=120,VBE(on)=0.7V。
1:忽略沟道长度调制效应,r不计。
ceV= B 10100B直流通路中,有:II EQBQV-V=B BE(on)≈0.140mARE1+RE2IEQ1+βI CQ =βIBQ≈0.139mA在交流通路中,将发射极上的电阻RE1等效到三极管基极。
因此有:r=βb,e VTICQ120⨯26=≈22.44kΩ0.139⨯1000i= bVi,i=βib b,e因此,A=V vo≈-38.59 vi所以,20lgA2:R=R//[r+(1+β)R E1]≈10.94kΩi B beR⋅C C1if=ωLL≈145.48HzR,=RC1=15kΩ1f=≈5305.16HzH考察知识点:多级放大器=图 3-6-8. 单级放大器在图 3-6-8 所示电路中,双极型晶体管 2N3904 的 β≈120,V BE(on)=0.7V 。
2016东南大学模电实验1运算放大器的基本应用
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号:610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。
二、预习思考1.查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
其中分压电路由100kΩ的电位器提供,与之串联的510Ω电阻起限流的作用。
3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10KΩ,RF=100 kΩ,并用multisim 仿真。
三、实验内容1.基本要求内容一:反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。
图1.1 反相输入比例运算电路LM324 管脚图1)图1.1 中电源电压±15V,R1=10kΩ,RF=100 kΩ,RL=100 kΩ,RP=10k//100kΩ。
按图连接电路,输入直流信号Ui 分别为-2V、-0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同Ui 时的Uo 值,列表计算Au 并和理论值相比较。
东南大学模电实验运算放大器的基本应用
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第 1 次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号: 610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。
二、预习思考1.查阅 LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义。
2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10K?,RF=100 k?,并用multisim 仿真。
其中分压电路由100k?的电位器提供,与之串联的510?电阻起限流的作用。
3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10K?,RF=100 k?,并用multisim 仿真。
三、实验内容1.基本要求内容一:反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅 LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。
图 1.1 反相输入比例运算电路 LM324 管脚图1)图 1.1 中电源电压±15V,R1=10kΩ,RF=100 kΩ,RL=100 kΩ,RP=10k//100kΩ。
按图连接电路,输入直流信号 Ui 分别为-2V、-0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同 Ui 时的 Uo 值,列表计算 Au 并和理论值相比较。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
东南大学电工电子实验中心
实验报告
课程名称:模拟电路实验
第一次实验
实验名称:模拟运算放大电路(一)院(系):专业:
姓名:学号:
实验室: 实验组别:
同组人员:实验时间:
评定成绩:审阅教师:
实验一模拟运算放大电路(一)
一、实验目的:
1、熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法,以及增益、传输特性曲线的测量方法。
3、了解运放调零和相位补偿的基本概念。
二、实验原理:
1、反向比例放大器
反馈电阻R F值一般为几十千欧至几百千欧,太大容易产生较大的噪声及漂移。
R的取值则应远大于信号源v i的内阻。
若R F= R,则为倒相器,可作为信号的极性转换电路。
2、电压传输特性曲线
双端口网络的输出电压值随输入电压值的变化而变化的特性叫做电压传输特性。
电压传输特性在实验中一般采用两种方法进行测量。
一种是手工逐点测量法,另一种是采用示波器X-Y方式进行直接观察。
示波器X-Y方式直接观察法:是把一个电压随时间变化的信号(如:正弦波、三角波、锯齿波)在加到电路输入端的同时加到示波器的X通道,电路的输出信号加到示波器的Y 通道,利用示波器X-Y图示仪的功能,在屏幕上显示完整的电压传输特性曲线,同时还可以测量相关参数。
具体测量步骤如下:
(1) 选择合理的输入信号电压,一般与电路实际的输入动态范围相同,太大除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件;太小不能完全反应电路的传输特性。
(2) 选择合理的输入信号频率,频率太高会引起电路的各种高频效应,太低则使显示的波形闪烁,都会影响观察和读数。
一般取50~500Hz 即可。
(3) 选择示波器输入耦合方式,一般要将输入耦合方式设定为DC,比较容易忽视的是在X-Y 方式下,X 通道的耦合方式是通过触发耦合按钮来设定的,同样也要设成DC。
(4) 选择示波器显示方式,示波器设成X-Y 方式,对于模拟示波器,将扫描速率旋钮逆时针旋到底就是X-Y 方式;对于数字示波器,按下“Display”按钮,在菜单项中选择X-Y。
(5) 进行原点校准,对于模拟示波器,可把两个通道都接地,此时应该能看到一个光点,调节相应位移旋钮,使光点处于坐标原点;对于数字示波器,先将CH1 通道接地,此时显示一条竖线,调节相应位移旋钮,将其调到和Y 轴重合,然后将CH1 改成直流耦合,CH2 接地,此时显示一条水平线,调节相应位移旋钮,将其调到和X 轴重合。
3、电压增益(电压放大倍数A V)
电压增益是电路的输出电压和输入电压的比值,包括直流电压增益和交流电压增益。
实验中一般采用万用表的直流档测量直流电压增益,测量时要注意表笔的正负。
交流电压增益测量要在输出波形不失真的条件下,用交流毫伏表或示波器测量输入电压V i(有效值)或V im(峰值)或V ip-p(峰-峰值)与输出电压V o(有效值)或V om(峰值)或 V op-p(峰-峰值),再通过计算可得。
三、预习思考:
1、设计一个反相比例放大器,要求:|A V|=10,Ri>10KΩ,将设计过程记录在预习报告上;
2、设计一个电路满足运算关系V O= -2V i1 + 3V i2
四、实验内容:
1、23页实验内容1,具体内容改为:
1F L P
(II)输入信号频率为1kHz的正弦交流信号,增加输入信号的幅度,测量最大不失真输出电压值。
实验结果分析:
当电源电压为±15v时,正负不失真电压应该比电源电压小1至2伏特,表中数据符合实际情况。
(III)用示波器X-Y方式,测量电路的传输特性曲线,计算传输特性的斜率和转折点值。
a)传输特性曲线图(请在图中标出斜率和转折点值)
上转折点(,15)下转折点(,-13)斜率k=-10
b) 实验结果分析:
上图中拐点电压,即为区分放大器工作在线性区与非线性区的电压。
在线性工作区,放大器
的放大倍数与理论值相差很小,在非线性区则不然。
(IV)电源电压改为12V,重复(III)、(IV),并对实验结果结果进行分析比较。
a)自拟表格记录数据
输入信号频率为1kHz的正弦交流信号,增加输入信号的幅度,测量最大不失真输出电压值。
传输特性曲线图:
上转折点(,)下转折点(,)斜率k=
b) 实验结果分析:
当把电源电压改为±12v时,由图可以知道,图形的斜率并没有发生改变,只是拐点变小了,这是由于线性区变窄了。
2、设计电路满足运算关系 Uo=-2Ui1+3Ui2(预习时设计好电路图,并用Multisim 软件仿真),Ui1 接入方波信号,方波信号从示波器的校准信号获取(模拟示波器Ui1 为1KHz、1V (峰峰值)的方波信号,数字示波器Ui1 为1KHz、5V(峰峰值)的方波信号),Ui2 接入5kHz,(峰峰值)的正弦信号,用示波器观察输出电压Uo 的波形,画出波形图并与理论值比较。
实验中如波形不稳定,可微调Ui2 的频率。
a)电路设计
b) 双踪显示输入输出波形图
d) 实验结果分析:
当带有负反馈时,运放工作在线性区,此时参数很接近理想值。
由于理想运放开环差模电压增益无穷大,当输入电压为有限值时,差模输入电压为0.
五:实验思考题
1、理想运放有哪些特点?
答:“虚短”“虚断”,开环增益无限大,开环带宽无限,失调及其漂移为0,共模抑制比无穷大。
2、运放用作模拟运算电路时,“虚短”“虚断”能永远满足吗?试问,在什么条件下“虚短”“虚断”将不再存在?
答:不能。
在深度负反馈条件下才能满足虚短虚端,如果不是深度负反馈,则虚短虚断不再存在。